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黄瓜绿斑驳花叶病毒(Cucumber green mottle mosaic virus,CGMMV)隶属烟草花叶病毒属(Tobamovirus),是严重危害葫芦科植物、许多国家和地区的重要检疫性病毒之一。CGMMV是典型的种传病毒,种子带毒是远距离传播的主要方式。该病毒非常稳定,常温下侵染力可保持数月,且在自然界中极易通过机械接触传播。日本、欧洲、印度是该病毒的主要分布地区,近年来,随着种子进口贸易的增加,越来越多的瓜类作物种子大量从日本等国家进入我国境内。2006年12月农业部颁发的788号文件将CGMMV列为全国农业植物检疫性有害生物。
为了保证葫芦科作物生产的产量和质量,对引进葫芦科种子的病毒检疫工作十分必要,亟需一种准确、灵敏和快速的检测方法。本研究根据CGMMV基因组3-和5-端核苷酸保守区序列设计8对引物,通过特异性和扩增效率待试验,筛选4对引物分别构建一步法双重RT-PCR、一步法双重IC-RT-PCR、一步法巢式双重IC-RT-PCR检测方法。在单重RT-PCR检测CGMMV技术的基础上,对一步法双重RT-PCR体系各成分、循环参数和退火温度进行摸索和优化,建立了一种能同时检测CGMMV两个目的片段的一步法双重RT-PCR方法。然后对影响双重RT-PCR的引物对选择、用量、退火温度、酶、Buffer用量等多种因素进行优化,成功的在一个体系中对感染CGMMV的多种葫芦科作物叶片材料进行一步法双重RT-PCR扩增,得到了309bp和748bp的2条特异性的目的条带。对PCR产物直接测序,序列同源性分析验证了双重RT-PCR检测方法的可靠性。
本研究在一步法双重RT-PCR基础上,进一步开展种子带毒检测技术研究,建立了一步法双重RT-PCR、一步法双重IC-RT-PCR、一步法巢式双重IC-RT-PCR检测方法。这些方法均能检出黄瓜、苦瓜、丝瓜种表及种子内部携带的CGMMV,其中一步法巢式双重IC-RT-PCR方法检测灵敏度最高,一步法双重IC-RT-PCR方法操作最简单。综合经济和时间成本、操作难易程度和结果稳定性等因素,我们建议,种子表面带毒检测宜采用一步法双重RT-PCR;种子内部带毒检测宜采用一步法(巢式)双重IC-RT-PCR检测。
采用一步法巢式双重IC-RT-PCR对CGMMV种子带毒部位及其带毒率进行了研究。以在室温储存1~2个月采自病株上的黄瓜、苦瓜、丝瓜种子为材料,对各部位带毒率进行检测,结果表明CGMMV主要存在于种表和种皮。
本研究还对CGMMV的寄主范围进行了测定,并对不同寄主植物上的症状表现进行了观察。结果表明,CGMMV可侵染华南地区广泛种植的黄瓜、苦瓜、丝瓜、冬瓜、南瓜、西瓜和西葫芦7种葫芦科作物,其中苦瓜是本研究首次证实的CGMMV寄主。上述寄主植物中,黄瓜上的症状表现最为迅速和明显,叶片上呈现典型的褪绿黄斑症状,可作为CGMMV的指示植物。
本文的研究结果,为CGMMV的种子检验和田间监控提供了技术方法和基础资料,已在生产上发挥了积极作用。